Alamillo se encuentra, geográficamente hablando, dentro del Valle de Alcudia, una zona con un amplio valor ecológico que forma parte de la RED Natura 200.
El valle en si se trata de una depresión de terreno encerrada entre la Sierra de la Solana, al norte, y la Sierra de Alcudia, al sur, ambas partes de Sierra Morena. De este a oeste está delimitado por las localidades de San Carlos de Calatrava y Alamillo respectivamente.
El entorno natural del valle es impresionante. La zona está surcada por aves como la Cigüeña negra, el águila real e imperial y buitres negros mientras que a ras de tierra podemos encontrar una gran variedad de mamíferos como corzos, ciervos y jabalíes, incluso existen pequeñas poblaciones de linces ibéricos y cabras montesas en las zonas más escarpadas situadas al sureste del valle.
El valle también es famoso por ser un punto de concentración invernal de los pastores procedentes del norte y que, en el denominado pastoreo de trashumancia. La actual corporación municipal de Alamillo está trabajando para celebrar la I Feria de la Trashumancia en la localidad, fruto del legado cultural que dejó esta tradición en la zona.
El valle presenta un aspecto típico de bosque mediterráneo y boscoso en sus zonas más agrestes y dehesas y llanos en las planicies centrales. Es surcado en gran parte por el rio Alcudia, del que toma el nombre.
Presentó también en épocas pasadas una rica actividad volcánica, fruto de la cual hoy queda un notable y singular patrimonio geológico que ha motivado que, yacimientos como la Bienvenida, sean incluidos dentro del proyecto Geoparque Volcanes de Calatrava.
En el Valle de Alcudia podemos encontrar también La pedanía de la Bienvenida y, junto a ella, el yacimiento de Sisapo. Declarado Bien de Interés Cultural se trata de un núcleo de población antiguo de época romana o anterior que durante el Imperio Romano constituyó el principal centro neurálgico de una zona con una rica actividad minera, entre ellas el de la extrancción del famoso y apreciado cinabrio.
Descubierto a mediados del siglo pasado se vienen realizando excavaciones periódicas desde 1980 y que han revelado restos visigodos como una necrópolis, la casa de las columnas rojas o la posibilidad de la existencia de un anfiteatro.